JP2005219873A - Dehumidifier for recording material - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真方式、静電記録方式等を利用するプリンタ、複写機、複合機等の画像形成装置において乾式トナーからなる画像を記録するために使用される記録用紙等のシート状の記録材を加熱してその含水率を下げる除湿装置に関するものである。特に、記録材を加熱用ベルトに接触させて加熱することにより除湿する場合に、その記録材に不要な変形が発生することを抑えつつ、より良好な除湿を行うことができる記録材の除湿装置に関するものである。 The present invention relates to a sheet-like recording such as a recording sheet used for recording an image made of dry toner in an image forming apparatus such as a printer, a copying machine, or a multi-function machine using an electrophotographic system, an electrostatic recording system, or the like. The present invention relates to a dehumidifier that heats a material to lower its moisture content. In particular, when the recording material is dehumidified by being brought into contact with a heating belt and dehumidified, the recording material can be dehumidified while suppressing unnecessary deformation of the recording material and performing better dehumidification. It is about.
電子写真方式等を採用した画像形成装置では、感光体等の像担持体に形成される静電潜像を乾式トナーにより現像してトナー像とした後、その未定着のトナー像を直接または中間転写体を介して記録用紙に転写し、最後にそのトナー像を加熱加圧して記録用紙に定着させることで画像の形成を行っている。 In an image forming apparatus employing an electrophotographic method, an electrostatic latent image formed on an image carrier such as a photoconductor is developed with a dry toner to form a toner image, and the unfixed toner image is directly or intermediately formed. An image is formed by transferring the toner image onto a recording sheet via a transfer member and finally fixing the toner image on the recording sheet by heating and pressing.
そして、このような画像形成時における未定着トナー像の記録用紙への転写は、コロトロン等のような非接触式の放電転写装置や、転写バイアスが印加される転写ロール等のような接触式の静電転写装置を用いて、記録用紙の収容部から給紙路を経て搬送される記録用紙に対して静電的な作用により移行させることで行われている。 Then, the transfer of the unfixed toner image onto the recording paper at the time of such image formation is performed using a non-contact type discharge transfer device such as a corotron or a contact type such as a transfer roll to which a transfer bias is applied. This is done by using an electrostatic transfer device to shift the recording paper conveyed from the recording paper container through the paper feed path by electrostatic action.
また、その未定着トナー像の記録用紙への定着は、加熱ロールと加圧ロールにより形成されるロールニップ部に未定着トナー像が転写された記録用紙を導入して加熱加圧させることで定着させるロール定着方式や、加熱ロールに定着ベルトを所定の距離だけ接触させて形成されるベルトニップ部に未定着のトナー像が転写された記録用紙を導入して加熱加圧させることで定着させるベルト定着方式等を採用して行われている。 The unfixed toner image is fixed on the recording paper by introducing the recording paper on which the unfixed toner image is transferred into a roll nip formed by a heating roll and a pressure roll and heating and pressing the recording paper. Roll fixing method, or belt fixing that fixes by heating and pressurizing the recording paper with the unfixed toner image transferred to the belt nip formed by bringing the fixing belt into contact with the heating roll for a predetermined distance This is done by adopting a method.
さらに、定着方式(装置)に関しては、近年、次のような新たなベルト定着方式も提案されている。すなわち、そのベルト定着方式は、複数の支持ロールに張架された状態で回転する定着ベルトと、この定着ベルトの支持ロール間の張架部分に所定の距離だけ張架部分にて接触しながら同じ方向に回転する張架状態の搬送支持ベルトを使用し、その定着ベルトと搬送支持ベルトが接触して形成されるベルトニップ部に対して未定着のトナー像が転写された記録用紙をその像担持面が定着ベルト側に接するように挟持させた状態で搬送し、その搬送途中で冷却した後に記録用紙を定着ベルトから剥離させることにより定着を行うものである。 Further, regarding the fixing method (apparatus), the following new belt fixing method has been proposed in recent years. That is, the belt fixing method is the same while the fixing belt rotating in a state of being stretched on a plurality of support rolls and the stretched portion between the support rolls of the fixing belt being in contact with the stretched portion by a predetermined distance. Uses a conveying support belt in a stretched state that rotates in the direction, and holds the recording paper on which an unfixed toner image is transferred to the belt nip formed by contact between the fixing belt and the conveying support belt. The sheet is conveyed in a state where the surface is held in contact with the fixing belt side, and the recording sheet is peeled off from the fixing belt after cooling during the conveyance.
なお、上記搬送支持ベルトの代わりに、支持ロールに支持された定着ベルトに圧接して定着ニップ部を形成する加圧ロールを設置し、その定着ニップ部に記録用紙を搬送導入して通過させ、その定着ベルトに密着させた状態で搬送する途中で冷却した後に定着ベルトから剥離するように構成したベルト定着方式も提案されている。 In place of the transport support belt, a pressure roll that forms a fixing nip portion by pressure contact with the fixing belt supported by the support roll is installed, and the recording paper is transported and passed through the fixing nip portion. There has also been proposed a belt fixing system configured to be peeled off from the fixing belt after being cooled while being conveyed in close contact with the fixing belt.
ところで、このような乾式トナーからなるトナー像の記録用紙への静電転写や定着の工程を経て画像が形成される画像形成装置においては、記録用紙がその使用に先立って吸湿して含水率の高い状態にあると、次のような問題が発生する。 By the way, in an image forming apparatus in which an image is formed through a process of electrostatic transfer and fixing of a toner image made of such dry toner onto a recording sheet, the recording sheet absorbs moisture prior to its use and has a moisture content. When it is in a high state, the following problems occur.
すなわち、記録用紙が吸湿することにより、記録用紙が重送される等の搬送性の悪化や、トナー像を記録用紙への静電転写時に記録用紙の抵抗値が吸湿によりばらつくことで安定した転写が行われない等の転写不良や、記録用紙に転写されたトナー像を加熱加圧して定着する際に、吸湿している記録用紙内の水分が蒸発することで紙しわになる等の定着不良などが発生してしまう。 In other words, the recording paper absorbs moisture, resulting in poor transportability such as multiple feeding of recording paper, and stable transfer due to variations in resistance of the recording paper due to moisture absorption during electrostatic transfer of toner images to the recording paper. Defective transfer, etc., and fixing defects such as paper wrinkling due to evaporation of moisture in the recording paper that absorbs moisture when fixing the toner image transferred to the recording paper by heating and pressing. Etc. will occur.
これに対し、従来においても、たとえばその記録用紙の吸湿により発生している種々の問題を解消するために以下に示すような解決手段が提案されている。 On the other hand, conventionally, for solving various problems caused by moisture absorption of the recording paper, for example, solution means as described below have been proposed.
例えば、電子写真複写機における転写材(記録用紙)の送り出し手段やその送り手段と転写手段との間に、その転写材を加熱するための加熱装置を設けるように構成し、その加熱手段の具体例として、主に加熱ロールと加圧ロールとの間に形成するロールニップ部に転写材を通過させるように構成した装置を例示する提案がある(特許文献1、2)。
For example, a transfer material (recording paper) feeding means in an electrophotographic copying machine, or a heating device for heating the transfer material is provided between the feeding means and the transferring means. As an example, there is a proposal to exemplify an apparatus configured to pass a transfer material through a roll nip portion formed mainly between a heating roll and a pressure roll (
また、複写機本体内の感光体と用紙トレイとの間の搬送路に用紙除湿装置としてのヒータを設けるように構成し、その除湿装置の具体例として、トランスポートの搬送ベルトの内部にヒータを設置し、その搬送ベルトにより搬送される用紙を加熱して除湿するように構成した装置を示す提案がある(特許文献3)。 Further, a heater as a paper dehumidifying device is provided in the conveyance path between the photoconductor and the paper tray in the copying machine main body, and as a specific example of the dehumidifying device, a heater is provided inside the transport belt of the transport. There is a proposal showing an apparatus that is installed and configured to heat and dehumidify a sheet conveyed by the conveying belt (Patent Document 3).
しかしながら、近年、特に電子写真方式等を採用する複写機やプリンタのような画像形成装置にあっては、その画像形成の高速化や高画質化が進むとともに、その画像形成に使用する記録用紙の種類(普通紙や塗工紙、また厚紙や薄紙など)に依存しない適性が求められており、中でもオンデマンドパブリッシングをはじめとする軽印刷分野への汎用性が求められている。 However, in recent years, particularly in an image forming apparatus such as a copying machine or a printer that employs an electrophotographic method, the speed of image formation and the improvement in image quality have progressed, and the recording paper used for image formation has increased. There is a need for suitability that does not depend on the type (plain paper, coated paper, thick paper, thin paper, etc.), and in particular, versatility in the field of light printing including on-demand publishing is required.
このような要請がある状況のなかで上記したような記録用紙に対する従来の除湿(加熱)装置ではいずれも、その加熱による除湿を行った場合、加熱した記録用紙がその後の画像形成(画質)に支障となるほどに変形してしまったり、あるいは、効率よく加熱することができず記録用紙の含水率を短時間で十分に下げることが難しいなどの問題がある。このように高速で十分な除湿を行うことが困難であることから、特に上記した画像形成の高速化に対応することが難しい。 In the situation where there is such a request, the conventional dehumidification (heating) device for the recording paper as described above, when the dehumidification by the heating is performed, the heated recording paper is used for the subsequent image formation (image quality). There is a problem that the sheet is deformed so as to be a hindrance, or that it cannot be efficiently heated and it is difficult to sufficiently reduce the moisture content of the recording paper in a short time. Since it is difficult to perform sufficient dehumidification at high speed in this way, it is particularly difficult to cope with the above-described high-speed image formation.
具体的に説明すると、前掲の特許文献1、2に示される加熱装置の場合には、記録用紙を加熱ロールと加圧ロールで形成される短いロールニップに通過させるだけであるため記録用紙の水分を蒸発させるのに充分な加熱を行うことができず、その十分な加熱を行うようにするためには加熱ロールの加熱温度を高温に設定せざるを得ない。また、特許文献1に示される加熱装置では、そのロールニップの下流側となる搬送路上にさらに熱源を設置して記録用紙を加熱できるようにしているが、かかる熱源による加熱では、開放された状態で搬送される記録用紙を加熱することになるため、その加熱時に発生する水蒸気により記録用紙がでこぼこ状に変形してしまう。
More specifically, in the case of the heating apparatus shown in the above-mentioned
また、特許文献3に示される除湿装置では、記録用紙の加熱を搬送用ベルトの内部に設置したヒータで行うものであることから、その記録用紙が搬送用ベルトで搬送されて通過する際には常に記録用紙のほかに搬送用ベルトも同時に加熱する必要があり、このため記録用紙を効率よく加熱することができない。しかも、ベルトは記録用紙の搬送通過により熱を奪われて温度が低下しやすく、その温度低下を補うための再加熱が必要となって時間もかかるため、たとえば記録材を連続して除湿する場合には記録用紙を効率よく安定して加熱できないおそれもある。また、記録用紙が搬送用ベルト上に載せられただけの開放状態で搬送されるなかで加熱されるため、その加熱により発生する水蒸気により記録用紙がでこぼこ状に変形してしまう。
Further, in the dehumidifying device disclosed in
また、特許文献3に示される除湿装置は、搬送用ベルトの外周面に記録用紙を広い面積でもって接触させた状態で加熱を行うため、記録用紙を僅かな幅のロールニップに通して加熱させる特許文献1、2に示される加熱装置に比べると、その加熱時間を長く確保することができ、この結果、記録用紙を十分に加熱させて効率のよい除湿が可能になる点で有利である。
In addition, the dehumidifying device disclosed in
本発明は、上述したような問題点を解決するためになされたものであり、シート状の記録材を加熱することによりその記録材の含水率を下げて除湿する除湿装置として、その記録材の不要な変形の発生を抑えつつ、記録材を素早くかつ効率よく加熱して効率のよい良好な除湿を行うことができる記録材の除湿装置を提供するものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and as a dehumidifying device for dehumidifying the recording material by heating the sheet-like recording material to lower the moisture content of the recording material, It is an object of the present invention to provide a recording material dehumidifying device capable of heating the recording material quickly and efficiently and performing good dehumidification efficiently while suppressing the occurrence of unnecessary deformation.
上記課題を解決し得る本発明の記録材の除湿装置は、シート状の記録材を加熱することによりその記録材の除湿を行う装置であって、その記録材を接触させて通過させるための接触面を有するとともにその接触面が加熱手段により除湿に必要な温度に加熱される加熱板と、この加熱板の接触面に記録材を押し付けるように設置される1以上の押圧部材とを備えていることを特徴とするものである。 The recording material dehumidifying device of the present invention capable of solving the above problems is a device for dehumidifying the recording material by heating the sheet-shaped recording material, and is a contact for allowing the recording material to contact and pass therethrough. A heating plate that has a surface and whose contact surface is heated to a temperature necessary for dehumidification by a heating means, and one or more pressing members that are installed to press the recording material against the contact surface of the heating plate. It is characterized by this.
また、この除湿装置においては、押圧部材を、記録材が前記加熱板の接触面に接触し始める位置またはその近傍位置に少なくとも1つ設置するとよい。また、押圧部材は、前記加熱板の接触面の記録材通過方向に対して複数設置するとよい。さらに、押圧部材は、前記加熱板の接触面に接して回転可能に設置される回転体、または、前記加熱板の接触面に接して記録材を通過方向に搬送させる方向に回転駆動する回転体であることが好ましい。そして、押圧部材については、これらの各構成を適宜組み合わせたものとすることも可能である。 In this dehumidifying apparatus, at least one pressing member may be installed at a position where the recording material starts to contact the contact surface of the heating plate or in the vicinity thereof. A plurality of pressing members may be installed in the recording material passing direction of the contact surface of the heating plate. Further, the pressing member is a rotating body that is rotatably installed in contact with the contact surface of the heating plate, or a rotating body that is driven to rotate in a direction in which the recording material is conveyed in the passing direction in contact with the contact surface of the heating plate. It is preferable that And about a press member, it is also possible to combine these each structure suitably.
また、前記押圧部材については、特に回転駆動する回転体として構成する場合、前記加熱板の接触面に接して記録材を通過方向に搬送させる方向に回転駆動する押圧ロールであって、その押圧ロールがその接触面の記録材通過方向に対して複数設置されるとともに、その記録材通過方向下流側に設置される下流側の押圧ロールがその記録材通過方向上流側に設置される上流側の押圧ロールよりも速い回転速度で回転するように設定されるように構成するとよい。 Further, the pressing member is a pressing roll that is driven to rotate in the direction in which the recording material is conveyed in the passing direction in contact with the contact surface of the heating plate, particularly when the rotating member is configured to rotate. Are installed in the recording material passage direction of the contact surface, and the downstream side press roll installed downstream in the recording material passage direction is installed upstream in the recording material passage direction. It is good to comprise so that it may set so that it may rotate at a rotational speed quicker than a roll.
さらに、上記各除湿装置においては、前記加熱板の接触面を、記録材の通過方向に一定の曲率で凸状に曲がる曲面に形成するとよい。 Further, in each of the dehumidifying devices, the contact surface of the heating plate may be formed into a curved surface that bends in a convex shape with a constant curvature in the recording material passing direction.
本発明の除湿装置によれば、シート状の記録材が、加熱板の除湿に必要な温度まで加熱手段により加熱された接触面に接触して通過させられる。この際、記録材は、その加熱板の接触面に1以上の押圧部材によって押し付けられた状態になる。特に、加熱板の接触面は、従来のようにベルトを介して記録材を加熱する装置に比べて、その記録材の接触通過による温度の低下が発生しにくく、ほぼ一定の温度に保たれる。これにより、記録材は、押圧部材による押し付け作用を受けつつ、安定して加熱される加熱板の接触面に直接、接触した状態で通過することになるため、加熱板の接触面から浮くことが抑制されつつ素早くかつ効率よく加熱されることとなる。 According to the dehumidifying apparatus of the present invention, the sheet-like recording material is allowed to pass through the contact surface heated by the heating means to the temperature necessary for dehumidifying the heating plate. At this time, the recording material is pressed against the contact surface of the heating plate by one or more pressing members. In particular, the contact surface of the heating plate is kept at a substantially constant temperature, unlike the conventional apparatus that heats the recording material via a belt, and the temperature drop due to the recording material passing through the contact is less likely to occur. . As a result, the recording material passes through the contact surface of the heating plate that is stably heated while being pressed by the pressing member, so that the recording material may float from the contact surface of the heating plate. It is heated quickly and efficiently while being suppressed.
したがって、記録材は、不要な変形の発生が抑制されて、効率よく除湿される。また、このような除湿装置では、記録材の高速の供給搬送が要求される画像形成装置の高速化にも十分に対応することが可能となる。高速の除湿処理としては、例えば、A4版用紙横送りの場合で示すと80枚/分以上の処理速度が得られることが好ましい。さらに、この除湿装置は、主に加熱板(長さ)のサイズによって装置全体のサイズがほぼ決定されるため、加熱用ベルトにより加熱して除湿する装置に比べて、装置の小型化に有利である。 Therefore, the recording material is efficiently dehumidified while suppressing unnecessary deformation. In addition, such a dehumidifying apparatus can sufficiently cope with an increase in speed of an image forming apparatus that requires high-speed supply and conveyance of a recording material. As the high-speed dehumidifying process, it is preferable that a processing speed of 80 sheets / min or more is obtained, for example, in the case of A4 size paper lateral feed. Furthermore, this dehumidifying device is advantageous in reducing the size of the device as compared with a device that dehumidifies by heating with a heating belt because the size of the entire device is almost determined mainly by the size of the heating plate (length). is there.
図1は、本発明を適用した実施の形態に係る記録材の除湿装置1の概要を示す説明図である。図2は、この除湿装置1の上方位置から見たときの要部平面図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of a recording
この実施の形態に係る除湿装置1は、基本的に、記録材Pを接触させて通過させるための接触面2aを有する加熱板2と、この加熱板2の接触面2aを所定の温度まで加熱する加熱手段3と、記録材Pを加熱板2の接触面2aに押し付ける押圧部材4とを、少なくとも備えたものである。図中の符号5A,5Bは記録材Pを搬送するための導入側または排出側の記録材搬送手段である、また、実線矢印Xは記録材Pの通過方向(送り方向)、矢付き一点鎖線は記録材Pの搬送経路を示す。
The
加熱板2は、記録材Pをその通過方向Xの幅方向にわたって均一にかつ所定の距離だけ接触させることができる接触面2aを形成した板または板に近い形状の部材であればよい。また、加熱板2の接触面2a以外の部位の形状等については加熱性能の低下の要因にならない限り特に制約されるものではない。このような加熱板2としては、良好な熱伝導性を確保することができ、ある程度の熱容量を有する観点等からすると、アルミニウム、ステンレスなどの金属材料にて形成される板状の部材が好ましい。接触面2aの面状態は、鏡面のような高精度の平滑な面よりも、記録材の接触搬送を損なわない程度に微細な凹凸が存在するマット面であることが好ましい。
The
上記接触面2aは、その面に対して記録材P(の片面の全面または記録材通過方向における一部(幅方向には全面的となる))を均一に密着させた状態で接触させることができる面であれば平面であってもよいが、記録材Pを密着させやすいという観点からは、図3に例示するように記録材Pの通過方向Xに一定の曲率で凸状に曲がる曲面であることが好ましい。その曲率としては、曲率半径で300〜2000mmが好ましい。かかる曲率半径が300mmよりも小さい場合には、その曲面の曲がる割合い(湾曲する度合い)が大きくなる過ぎるため記録材P(の通過方向先頭部)がその通過中に曲面からなる接触面2aに追従して接触し続けることが難しく剥がれやすくなってしまう。反対に2000mmを超えた場合には、記録材Pとの密着性を十分に確保することが難しくなる。この接触面2aが形成される加熱板2の部位における平均的な肉厚については、短時間での加熱が可能でありかつ記録材の接触通過による温度低下を発生しにくくする観点からは、1〜3mm程度に設定することが好ましい。
The
加熱手段3は、加熱板2の接触面2aを除湿に必要な温度まで迅速かつ均一に加熱することができるものであればよい。このような加熱手段3としては、面状の加熱面を有する面状加熱体(ラバーヒータなど)が好ましいが、この他にも加熱用ランプ、電熱線などを備えた加熱器や、電磁誘導加熱方式による加熱器などを使用することも可能である。この加熱手段3は、たとえばその加熱手段に加熱動作用の電流電圧を供給する電源供給装置などの動作源を、加熱板2の接触面2a等の所定部位の温度をセンサ等により検知した情報に基づいてフィードバック制御するように構成し、これにより接触面2aを除湿に必要な温度に加熱して保持することができる。
The heating means 3 only needs to be able to heat the
押圧部材4は、記録材Pを加熱板2の接触面2aに均一に押し付けるためのものである。このような押圧部材4は、通常、加熱板の接触面2aの記録材通過方向Xに対して複数設置するとよいが、記録材Pの接触面2aとの密着性が確保できる条件下であれば1つであっても構わない。押圧部材4の押圧力(押し付け荷重)については、適宜設定することが可能であり、たとえば5〜40N程度に設定することができる。この押圧部材4は、必要に応じて加熱板の接触面2aに対して接離可能に設置し、除湿動作時にのみ接触面2aに当接するように構成してもよい。
The
また、押圧部材4は、記録材Pが加熱板の接触面2aに接触し始める位置(接触開始位置:Q)またはその近傍の位置に少なくとも1つ設置することが望ましい。接触開始位置(Q)は、記録材Pが搬送ガイド部材などで搬送姿勢が規制されて加熱板の接触面2aに最初に接触するように設定される目標位置か、あるいは、押圧部材4(複数設置する場合には通過方向Xの最上流側に配置されるもの)が加熱板の接触面2aと接して形成されるニップ部の導入側位置である。また、近傍位置とは、その接触開始位置Qから通過方向Xの下流側に少し(例えば10mm程度)ずれた位置である。押圧部材4を複数設置する場合には、そのうちの1つは接触開始位置(Q)かまたはその近傍位置に設置する。
Further, it is desirable that at least one pressing
また、押圧部材4は、加熱板の接触面2aに接して回転する回転体であることが好ましいが、記録材Pの接触面2aにおける通過移動に支障がなく上記押し付け作用を発揮できるものであれば、固定して設置される固定部材(たとえばパッド形態のもの)であってもよい。押圧部材4が回転体である場合、記録材Pを通過方向Xに搬送させる方向に回転駆動する回転体であることが好ましい。しかし、たとえば加熱板の接触面2aにおける記録材Pの通過移動が加熱板2の記録材導入側やその排出側において設置される前記記録材搬送手段5A,5Bなどにより確保されるのであれば、その回転体は単に回転可能に設置されて記録材Pの通過の際に追従して回転するだけの回転体であってもよい。
The
押圧部材4を回転駆動する回転体とした場合は、特に薄紙が押圧部材4に接触した際に引っかかった状態となり、その反動で接触面2aから浮き上がる現象の発生を防止できる点で有利である。回転体としては、通常ロール形態のもの(押圧ロール)が使用されるが、回転駆動させる回転体の場合には、ロール形態のものに限定されず、たとえば複数の支持ロールに張架して回転する押圧用の無端状ベルト(の一部区間)を加熱板の接触面2aに接して設置するベルト形態のものも使用可能である。押圧部材4を回転駆動させる回転体からなる押圧部材4とした場合、その回転速度はたとえば記録材Pの搬送速度に応じて設定することができる。
The rotating member that rotationally drives the
さらに、押圧部材4は、前記したように回転駆動させる押圧ロールであって複数設置さする場合、その記録材Pの通過方向X下流側に設置される下流側の押圧ロール(4B)がその通過方向X上流側に設置される上流側の押圧ロール(4A)よりも速い回転速度(周速度)で回転するように設定するとよい。また、図3に例示するように3以上の押圧ロール(4A〜C)を設置する場合には、その通過方向Xの前後で隣合う押圧ロールどうし(4Aと4C、4Cと4B)の間でそれぞれ上記回転速度の条件を満たすように設定するとよい。回転速度の増加率については0.3〜2%の範囲内で設定することが好ましい。
Further, as described above, when the
複数の押圧ロールをこのような速度差をもって回転させることにより、その隣り合う2つの押圧ロールにより押し付けられて加熱板2の接触面2aを通過する際の記録材Pは、その押圧ロール間で回転速度差の分だけ下流側の押圧ロール(4B)によって張力が与えられた状態(引っ張られた状態)で搬送されることになる。この結果、その両押圧ロール間において接触面2aに安定して押し付けられるようになる。この押し付け効果の向上は、接触面2aを前記した曲面とした場合に特に有効に発揮される。また、この押し付け効果の向上は、記録材Pの種類に左右されることなく同様に得られる。
By rotating the plurality of pressing rolls with such a speed difference, the recording material P that is pressed by the two adjacent pressing rolls and passes through the
押圧部材4としてロール形態の押圧ロールを使用する場合、その押圧ロールとしては、ニッケル、アルミニウム、ステンレスなどの金属製ロール単体や、そのような金属製ロールの表面にゴム材料、発泡体等からなる弾性層を形成した弾性ロールなどが使用される。このうち押圧ニップの幅が広く取る観点からは弾性ロールが好ましい。ただし、加熱板2と接触させることを考慮すると、ある程度以上の耐熱性を有するものであることが必要である。
When a roll-shaped press roll is used as the
そして、このような除湿装置1においては、図1に二点鎖線で示すように、加熱板2の記録材導入側となる近傍位置に記録材Pを加熱板2の接触面2aに積極的に送りこむための記録材導入用搬送手段5Aを設けるとよい。さらに、この記録材導入用搬送手段5Aに加えて、加熱板2の記録材排出側となる近傍の位置に加熱板2の接触面2aから離れて排出される記録材Pを積極的に送り出すための記録材排出用搬送手段5Bを設けてもよい。このような搬送手段5A、5Bとしては、搬送ロール対や搬送ベルトなどが使用される。また、搬送手段5A、5Bは、搬送ガイドなどを併設して構成してもよい。
In such a
また、除湿装置1においては、図1に示すように、加熱板2の接触面2aのうち実際に記録材Pを接触して通過させる区間を接触区間(E)として使用することになる。すなわち、その接触区間Eは、接触面2aのうちで記録材Pの接触開始位置:Qから記録材Pが接触面2aから剥離される位置(剥離位置:H)までの間の領域となる。
Moreover, in the
この接触区間Eの長さ(通過方向Xに沿う長さ)については、加熱板2の加熱設定温度、記録材Pの搬送速度、除湿装置の全体サイズなどの各条件を考慮しつつ、記録材Pを加熱してその含水率を確実に低下させることができる観点などから適宜設定することが可能である。この例では、接触面2a自体の寸法の増減や、押圧部材4の設置位置の調整などを行うことにより設定することができる。
Regarding the length of the contact section E (length along the passing direction X), the recording material is considered in consideration of various conditions such as the heating set temperature of the
このような除湿装置1では、次のようにして記録材Pの除湿が行われる。
In such a
まず、その除湿を行うべき時期が到来すると、加熱板2が加熱手段3により所定の除湿用温度まで加熱される。除湿用の加熱温度は例えば150〜190℃程度である。
First, when it is time to perform dehumidification, the
次いで、記録材Pが、導入側の記録材搬送手段5A等の搬送力により、加熱板2の接触面2aにおける接触開始位置Qにむけて搬送導入される。これにより、記録材Pは、加熱板2の接触面2に接触した状態で搬送され始め、また、これと同時に加熱板2によって加熱され始める。この際、記録材Pの搬送速度は、押圧部材4が回転駆動する回転体でない限りは、記録材搬送手段5Aの搬送速度によって主に支配される。
Next, the recording material P is conveyed and introduced toward the contact start position Q on the
この際、記録材Pは、加熱板2の接触面2aに直接接触した状態で加熱されるため、加熱板2が有している十分な熱が記録材Pに直接的に伝えられる結果、効率よく素早く加熱される。また、加熱板2は、記録材Pの接触通過により熱が奪われるが、加熱板2の熱容量により十分な熱量が蓄積されているとともに加熱板2自体も加熱手段3によって直接的に加熱される状態にあるため、記録材に熱が奪われても加熱板2の温度はほとんど低下せず安定している。また、仮に加熱板2の温度が少し低下しても、加熱板2は加熱手段3により直的敵に素早く加熱されるため所定の温度に直ちに復帰し、記録材Pを十分に加熱することができる。
At this time, since the recording material P is heated in a state of being in direct contact with the
しかも、記録材Pは、接触区間Eにおいて1以上の押圧部材4により接触面2aに押し付けられて良好に密着した状態で搬送される。この際、押圧部材4が回転可能に設置された回転体である場合、かかる回転体はその回転体と接触面3aとの間を搬送通過する記録材Pにより従動回転することになる。このように押圧部材4が従動回転するタイプの回転体であったり、あるいは固定設置されるタイプのものである場合には、記録材Pはその押圧部材4による搬送力を受けることがない。
Moreover, the recording material P is conveyed in a state in which the recording material P is pressed against the
これにより、加熱板2の接触面に接触して加熱され始めた記録材Pからは、その内部に含まれる水分が水蒸気となって発生し、特に加熱板2との間の側にも発生する水蒸気により記録材Pが所々で加熱板の接触面2aから浮いた状態になりやすいが、その記録材Pは押圧部材4の押し付け作用により接触面2aに押し付けられた状態に保たれるため浮きにくくなる。また、たとえ押圧部材4に至る前に記録材Pが接触面2aから浮いても押圧部材4により押し付けられる。この結果、記録材Pが接触面2aから浮くことで加熱不良となることが抑制されるようになる。また、浮いた後に押圧部材4の押し付け作用を受けることにより、その記録紙Pに発生し始める変形が押しつぶされて消滅することになる。この他、押圧部材4を接触面2aの接触開始位置Qまたはその近傍位置に設置した場合には、記録材Pを接触面2aに最初から確実に接触させることができるようになり、この結果、記録材の加熱時間を確実に確保することができる。
Thereby, from the recording material P that has started to be heated in contact with the contact surface of the
そして、記録材Pは、導入側の記録材搬送手段5A等による搬送力により、加熱板2の接触面2aに接触した状態で矢印X方向に搬送され、1つ以上の押圧部材4による押し付け作用を受けつつ、接触区間Eを所定の速度で通過する。また、記録材Pは、接触面2aにおける剥離位置Hに到達して通過する際に接触面2aから剥離されて排出される。この排出された記録材Pは、排出側の記録材搬送手段5Bによって積極的に送り出される。この結果、記録材Pは効率よく十分に加熱され、もってその含水率が低下して除湿される。
Then, the recording material P is conveyed in the direction of arrow X while being in contact with the
また、この除湿装置1においては、押圧部材4を接触面2aに接して回転駆動する回転体とした場合、かかる回転駆動する押圧部材4を通過するときの記録材Pは押圧部材4の押し付け作用を受けて接触面2aに押し付けられるとともに押圧部材4の回転駆動による搬送力を受けて通過方向Xに搬送させられる。これにより、加熱板2に接触して移動する記録材Pは、押圧部材4を円滑に通過するようになり、また接触面2a上を安定して搬送されるようになる。
Further, in this
また、図3に例示するように押圧部材4を複数設置した場合には、加熱板の接触面2aに接触して接触区間Eを通過する記録材Pが複数の押圧部材4による押し付け作用を複数回受けることとなる。この結果、記録材Pが接触面2aに確実に接触するようになるとともに、加熱により発生し得る記録紙Pの変形が確実に消滅または抑制されるようになる。また、加熱板の接触面2aが前記した曲面で形成されている場合には、記録材Pが隣り合う押圧部材4によって接触面2aに押さえつけられると、その押圧部材どうしの間の記録材Pの部分が凸状に盛り上がった曲面からなる接触面2aに確実に接触させられるようになる。この結果、良好な加熱が行われるとともに浮きの発生防止が確実に行われるようになる。
In addition, when a plurality of pressing
さらに、前述したように押圧部材4として複数の押圧ロールをこのような速度差をもって回転させた場合には、その隣り合う2つの押圧ロールにより押し付けられて加熱板2の接触面2aを通過する際の記録材Pは、その下流側の押圧ロールによって張力が与えられた状態で搬送されることになる。この結果、その両押圧ロール間において接触面2aに安定して押し付けられるようになる。また、この安定した押し付け効果は、加熱板の接触面2aを前記した曲面にすることにより、より確実に得られるようになる。
Further, as described above, when a plurality of pressing rolls are rotated as the pressing
なお、このような除湿装置1は、通常、前述した電子写真方式、静電記録方式等を採用する画像形成装置における記録材Pの収容部(画像形成装置内の用紙収容部や画像形成装置に外付けされる用紙収容部など)とその記録材Pにトナー像を転写する転写部との間に設置して使用されるが、必要に応じて、画像形成装置とは独立した単独の除湿装置1として構成して使用してもよい。
Note that such a
また、この除湿装置1は、定着装置として、前記した新たなベルト定着装置(定着ベルトと搬送支持ベルトまたは加圧ロールとでベルトニップ部または定着ニップ部を形成し、記録材をそのいずれかのニップ部に通して定着ベルトに密着させたままで搬送する途上で冷却してから剥離する方式)を採用する画像形成装置に適用すると有効である。それは、主に上記ベルト定着方式を採用する定着装置では、定着時に記録材から水蒸気が発生することでブリスター現象が起こるため、その定着物の光沢度が低下してしまう問題があるが、その除湿装置1で除湿した後の記録材を使用して定着を行うことになれば、上記ブリスター現象が発生することひいては光沢度の低下が起こることを抑制または防止できるようになるからである。
Further, the
さらに、この除湿装置に適用する記録材Pは、前述した乾式トナーによる画像が転写および定着等の工程を経て形成するために使用される記録媒体であり、そのような画像形成を行うための画像形成装置に使用することが可能なものである。具体的には、普通紙に限らず、吸湿して前述したような不具合を引き起こす可能性があるものすべてが含まれる。例えば、樹脂層を塗工した塗工紙(コート紙)等も含まれる。また、その普通紙、コート紙等にあっては、その薄め(65gsm程度)のものから厚め(256gsm程度)のものまで幅広く適用することができる。 Further, the recording material P applied to the dehumidifying device is a recording medium used for forming an image of the above-described dry toner through processes such as transfer and fixing, and an image for performing such image formation. It can be used for a forming apparatus. Specifically, it is not limited to plain paper, but includes anything that absorbs moisture and can cause the above-described problems. For example, coated paper (coated paper) coated with a resin layer is also included. Further, the plain paper, the coated paper, etc. can be widely applied from the thin (about 65 gsm) to the thick (about 256 gsm).
次に、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。 Next, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
図5は、本発明の実施例に係る記録材の除湿装置10を示す説明図である。図6は、この除湿装置10の上方位置から見たときの要部平面図である。
FIG. 5 is an explanatory view showing a recording
この除湿装置10は、記録紙Pを接触通過させて加熱するための接触面21を有する加熱板20と、この加熱板20(の接触面21)を加熱する加熱装置30と、記録紙Pを接触面21に押し付けるための3本の押圧ロール41、42、43とを少なくとも備えたものである。図中の符号50は記録紙Pを加熱板の接触面21における接触開始位置にむけて送りこむための搬送ロール対、矢印Xは記録紙Pの通過方向を示す。
The
加熱板20は、幅400mm、長さ(S:図7)120mm、厚さ2mmの寸法からなるアルミニウム製の金属板を使用し、その片面全面を曲率半径が2000mmの平滑な曲面からなる接触面21となるように成形したものである。
The
加熱装置30は、加熱体として面状ヒータ(ラバーヒータ:坂口電熱社製)31を使用し、これを加熱板20の接触面21とは反対側となる裏面(接触区間Eにほぼ相応する領域)に接触させた状態で設置した。また、加熱装置30は、加熱板20の裏面に取り付けた温度センサ35により裏面温度を測定し、その測定結果に基づいて面状ヒータ31の制御装置32により面状ヒータの加熱動作を制御するように構成している。
The
押圧ロール41〜43はいずれも、φ30mmのアルミニウム製ロールに厚さ5mmのシリコーンゴム(JIS−A 30Hs)からなるゴム層を形成したゴムロール(金陽社製)を使用した。この3つの押圧ロール41〜43は、加熱板20の接触面21の記録紙通過方向Xに対して間隔をあけた所定の位置にそれぞれ設置した。具体的には、第一の押圧ロール41は接触面21における記録紙通過方向Xの上流側の端部(記録紙導入側端部)に設置し、第二の押圧ロール42は第一の押圧ロール41の設置位置から通過方向Xの下流側に50mmだけ離れた接触面21の位置に設置し、第三の押圧ロール43は接触面21における通過方向Xの下流側の端部(記録紙排出側端部)に設置した。また、押圧ロール41〜43はいずれも、2kgf(約20N)の押し付け荷重で接触面21に圧接するように設置した。
As the
また、押圧ロール41〜43は、回転駆動装置45により所定の回転速度で回転駆動させるように構成した(図5)。この例では、第一の押圧ロール41の回転速度v1を記録紙Pの送り速度(400mm/sec)に合わせて同じ速度(400mm/sec)に設定し、第二の押圧ロール42の回転速度v2を速度v1の約1%分だけ速い値に設定し、第三の押圧ロール43の回転速度v3を速度v2の約1%分だけ速い値に設定した(図6)。回転駆動装置45としては、駆動用の電動モータの回転動力をタイミングベルトを利用した駆動伝達機構を介して各押圧ロール41〜43に上記所定の回転速度v1〜v3に相応した動力に変換して伝えるものを使用した。
Moreover, the press rolls 41-43 were comprised so that it might be rotationally driven by the predetermined rotational speed with the rotational drive apparatus 45 (FIG. 5). In this example, the rotation speed v1 of the first
また、この除湿装置10では、加熱板20の接触面21における第一の押圧ロール41が接してニップ部を形成する部位を記録紙Pの接触開始位置:Qと設定する一方、その接触面21における第三の押圧ロール43が接してニップ部を形成する部位を記録紙Pが接触面21(厳密には押圧ロール43も含む)からの剥離位置Hに設定している。これにより、その接触開始位置Qから剥離位置Hまでの接触面21部分を記録用紙Pの接触区間:Eとしている(図4)。また、その除湿に際しては、記録紙Pが接触区間Eに達する前に、加熱板20を加熱装置30により所定の温度になるまで加熱するとともに、押圧ロール41〜43を回転駆動装置45により回転駆動し始めるように設定している。ちなみに、この除湿装置10の記録紙通過方向Xに対する装置長さ(搬送ロール対50から加熱板20の記録紙排出側端部までの直線距離)は、約170mmになっている。
Further, in this
そして、この除湿装置10による除湿動作は、まず、記録紙Pが搬送ロール対50の搬送力により、図4に一点鎖線で示すように接触開始位置Qの加熱板20の接触面21と第一の押圧ロール41のニップ部に導入される。これにより、記録紙Pは、所定の温度まで既に加熱されている接触面21に接触するとともに第一押圧ロール41により接触面21に強く押し付けられた状態となって加熱される。
Then, the dehumidifying operation by the
次いで、記録紙Pは、接触面21に接触した状態のままで第一の押圧ロール41により速度v1で通過方向Xに送られ、その通過方向Xの下流側にある第二の押圧ロール42および第三の押圧ロール43を順次通過するように移動し、その各押圧ロール42,43によっても接触面21に押し付けられる。
Next, the recording paper P is fed in the passing direction X at the speed v1 by the first
また、記録紙Pは、図6に示すように、通過方向X下流側に位置する押圧ロール42,43をそれぞれ通過する際、その各押圧ロール42、43が第一の押圧ロール41よりも少しずつ速い(約1%の増加率した)速度でそれぞれ回転駆動しているため、その各速度差分(v2−v1、v3−v2)だけ第二の押圧ロール42および第三の押圧ロール43によって張力f1,f2がかかり、その張力f1,f2でもってそれぞれ引っ張られた状態で搬送されるようになる。これにより、記録紙Pは、その通過方向Xに対して隣合う各押圧ロール41〜43の間において、一定の曲率で曲がった曲面からなる接触面21部分にそれぞれ確実に押し付けられて密着した状態に保たれる。
Further, as shown in FIG. 6, when the recording paper P passes through the
最後に、記録紙Pは、第三の押圧ロール43が当接する接触面21の剥離位置Hを通過した時点で接触面21から剥離されることで除湿装置10から排出される。この結果、記録紙Pは、押圧ロール41〜43により加熱板20の接触面21にそれぞれ押し付けられながら、その加熱板20によって十分にかつ効率よく加熱され、もってその含水率が下げられて除湿される。また、この除湿後の記録紙Pにはでこぼこ状の変形がほとんど発生しない。
Finally, the recording paper P is discharged from the
以下、この除湿装置10を用いて次のような各試験を行った。
Hereinafter, the following tests were performed using the
<試験1>
試験1は、除湿装置10に実際に記録紙Pを導入して除湿を行い、その記録紙Pが加熱板20の接触面21を接触通過しているときの加熱板20の温度および記録紙Pの表面温度の状況について調べた。
<
In
このときの試験条件については、加熱板20(加熱装置30)の加熱温度を170℃とした。また、記録紙Pの送り速度(搬送ロール対50の送り速度)を400mm/secに設定するとともに、押圧ロール41〜43の回転速度v1〜v3を前述した値に設定した。加熱板20の温度については、接触面21の裏面(幅方向の中央部)に取り付けた前記温度センサ35により計測した。一方、記録紙Pの表面温度については、加熱板の接触面21の接触開始位置Qから剥離位置Hまでの接触区間Eにおける各通過時間(接触開始位置を0秒としたときの移動時間:除湿時間)に相当する各位置を通過するときの記録紙の表面温度を赤外放射温度計でそれぞれ計測した。記録紙Pとしては、A4版サイズの両面コート紙(王子製紙社製:OKトップコート紙、坪量127.9g/m2)を使用した。これを横送り(長辺部を送り先端部として送る形態)で接触開始位置Qに送り込んだ。試験は記録紙を少なくとも10枚用いて行った。この試験1の結果を図8に示す。
About the test conditions at this time, the heating temperature of the heating plate 20 (heating device 30) was 170 degreeC. Further, the feeding speed of the recording paper P (feeding speed of the conveying roll pair 50) was set to 400 mm / sec, and the rotation speeds v1 to v3 of the
一方、この試験1では比較例として、図10に示すように、前記特許文献3に示されるようなベルト式の除湿装置100を用意した。
On the other hand, in
この比較例の除湿装置100は、無端状の用紙搬送ベルト101を所定の軸間距離をあけて設置される2つのベルト支持ロール102,103(φ50mm)に回転可能に張架し、そのベルト支持ロール102,103の間となる搬送ベルト101の内周面側にそのベルト101を加熱するための加熱板105を設置したものである。加熱板105は、実施例における加熱板20とほぼ同様に、幅400mm、長さ120mm、厚さ2mmの寸法からなるアルミニウム製の平板をそのまま使用し、それを面状ヒータにより加熱するようにしたものである。また、加熱板20は、実施例の装置10の場合とほぼ同様に、搬送ベルト105の内周面の温度を温度センサ106により計測し、その計測情報に基づいて温度調節器107により面状ヒータの動作を制御するように構成した。そして、この除湿装置100は、矢印方向に回転する用紙搬送ベルト101を加熱板105により加熱するとともに、その用紙搬送ベルト105の上面側に記録紙Pを第一支持ロール102側から導入して載せて第二支持ロール103側から剥離させるまで搬送し、これにより、記録紙Pを搬送ベルト105により加熱することにより除湿を行うようになっている。
In the
用紙搬送ベルト101としては、耐熱性ポリイミドからなる透明のものを使用した。また、搬送ベルト101は記録紙Pの搬送速度が400mm/secとなるような速度で回転させた。加熱板105の加熱温度は170℃に設定した。ちなみに、この除湿装置100の記録紙通過方向Xに対する装置長さ(第一支持ロール102と第二支持ロール103の外周端部どうしの直線離間距離)は、約400〜600mmになっている。
この比較例の除湿装置100についても、同様の試験(用紙搬送ベルト101の温度と記録紙の表面温度との測定)を行った。このときの結果を図11に示す。
As the
A similar test (measurement of the temperature of the
そして、実施例の除湿装置10では、図8の結果に示されるように、記録紙Pの通過によっても加熱板20の温度がほとんど低下することなくほぼ一定の温度(約170℃)に保たれている。ちなみに、この除湿装置10における記録紙の加熱板20の通過所要時間は約0.3秒である。これに対し、比較例の除湿装置100では、図11に示すように記録紙Pの通過によって用紙搬送ベルト101の温度が大幅に低下している。
In the
また、実施例の除湿装置10では、記録紙Pが加熱板20との接触により短時間で素早く加熱されており、その記録紙Pを130℃に加熱するまでに約0.3秒の時間を要する(シミュレーション上での所要時間は約0.2秒)。一方、比較例の除湿装置100では、記録紙Pの加熱上昇速度が実施例装置に比べて緩慢であり、また、記録紙Pを130℃に加熱するまでの所要時間は約1.5秒であった(シミュレーション上での所要時間は約1秒)。また参考までに、比較例の除湿装置100において用紙搬送ベルト101を黒色のベルトにしてその輻射熱の発生効果を高めて加熱性能の向上を試みたが、大きな効果は認められず、実施例装置のような素早い加熱効果は得られなかった。
Further, in the
<試験2>
試験2は、実施例の除湿装置10における押圧ロール41等の設置数を種々変更した場合、記録紙Pの変形の発生状況について調べた。
<
除湿装置10の基本的な動作条件については、原則試験1と同様にした。また、押圧ロールの設置位置については、図7に示すように、記録紙Pが加熱板20の接触面21に最初に接する接触開始位置Qを「No1」の設置位置とし、その位置からベルト回転方向下流側に50mmずつ後方にずれる4地点を「No2」、「No3」、「No4」および「No5」という設置位置とした。そして、押圧ロール41をまったく設置しない場合を含め、その設置数を1つずつ増やした装置10を用意した。押圧ロール41を1本から1つずつ増やして最終的に計5本設置する場合、その各押圧ロールの設置位置は上記No1から始めてNo2、No3、No4、No5の順の各位置とした。
Basic operating conditions of the
記録紙の変形については、押圧ロールの設置条件等により、その各記録紙の変形の形態や変形量が異なるため定量的に評価することが難しいことから、その変形を以下の基準からなる5つのグレード(G0〜G4)に分類したうえで、除湿後の各記録紙を平滑な台のうえに置いた状態で目視することにより、そのグレード基準に基づいて官能評価をした。この結果を図9に示す。 As for the deformation of the recording paper, it is difficult to evaluate quantitatively because the form and amount of deformation of each recording paper differ depending on the installation conditions of the pressing roll, etc. After classification into grades (G0 to G4), each recording paper after dehumidification was visually observed in a state of being placed on a smooth table, and sensory evaluation was performed based on the grade criteria. The result is shown in FIG.
G0:変形なし。
G1:記録紙の一部に極めて小さな変形あり。
G2:記録紙の一部に小さな変形あり。
G3:記録紙の全面にわたって変形あり。
G4:記録紙の全面にわたって大きめの変形あり。
G0: No deformation.
G1: There is an extremely small deformation in a part of the recording paper.
G2: There is a small deformation in a part of the recording paper.
G3: Deformation occurs over the entire surface of the recording paper.
G4: Large deformation over the entire surface of the recording paper.
ちなみに、この変形に関する許容グレードは、G2以下であり、望ましくはG1以下、より望ましくはG0である。なお、図9中に示される押圧ロール2本の場合における評価グレード「G0.5」は、試験を行った記録紙の全10枚分の結果のうちで5枚がG0の結果となり、残りの5枚がG1の結果になった場合を示す。 Incidentally, the allowable grade for this deformation is G2 or less, preferably G1 or less, and more preferably G0. Note that the evaluation grade “G0.5” in the case of the two pressing rolls shown in FIG. 9 is the result of G0 out of the results of all 10 recording papers tested, and the remaining The case where five sheets have resulted in G1 is shown.
図9に示す結果から明らかなように、押圧ロールの設置数を増やすほど記録紙の変形発生が抑制されることがわかる。また、3本以上設置した場合には、確実に変形の発生を防止できる。 As is clear from the results shown in FIG. 9, it can be seen that the deformation of the recording paper is suppressed as the number of pressing rolls is increased. In addition, when three or more are installed, the occurrence of deformation can be reliably prevented.
1,10…除湿装置、2,20…加熱板、2a,21…接触面、3…加熱手段、4…押圧部材、30…加熱装置(加熱手段)、41〜43…押圧ロール(押圧部材)、P…記録用紙、X…通過方向。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
その記録材を接触させて通過させるための接触面を有するとともにその接触面が加熱手段により除湿に必要な温度に加熱される加熱板と、
この加熱板の接触面に記録材を押し付けるように設置される1以上の押圧部材と
を備えていることを特徴とする記録材の除湿装置。 An apparatus for dehumidifying the recording material by heating the sheet-shaped recording material,
A heating plate having a contact surface for allowing the recording material to contact and passing and the contact surface being heated to a temperature required for dehumidification by a heating means;
A dehumidifying device for a recording material, comprising: one or more pressing members installed to press the recording material against a contact surface of the heating plate.
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